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Fonction bornée

Illustration schématique d'une fonction bornée (en rouge) et d'une fonction non bornée (en bleu). Intuitivement, le graphe d'une fonction bornée reste à l'intérieur d'une bande ...

Illustration schématique d'une fonction bornée (en rouge) et d'une fonction non bornée (en bleu). Intuitivement, le graphe d'une fonction bornée reste à l'intérieur d'une bande horizontale, contrairement à celui d'une fonction non bornée.

En mathématiques , une fonction définie sur un ensemble à valeurs réelles ou complexes est dite bornée si l'ensemble de ses valeurs (son image ) est borné . Autrement dit, il existe un nombre réel tel que…

pour tout dans . Une fonction qui n'est pas bornée est dite non bornée .

pour tout nombre naturel . L'ensemble de toutes les suites bornées forme l' espace des suites .

Un opérateur borné n'est pas une fonction bornée au sens de la définition donnée ici (sauf exception ), mais possède la propriété plus faible de préserver la bornitude ; les ensembles bornés sont transformés en ensembles bornés . Cette définition peut être étendue à toute fonction si elle admet la notion d'ensemble borné. La bornitude peut également être déterminée par l'observation d'un graphe.

  • La fonction , définie pour tous les réels sauf −1 et 1, n'est pas bornée. Lorsque tend vers −1 ou 1, les valeurs de cette fonction augmentent en valeur absolue. On peut rendre cette fonction bornée en restreignant son domaine à, par exemple, , ou .
  • D'après le théorème de la bornitude , toute fonction continue sur un intervalle fermé, tel que , est bornée. Plus généralement, toute fonction continue d'un espace compact dans un espace métrique est bornée.